cascaded buck-boost) ”出现在文献中。“降压/升压”拓扑的效率固有地低于降压或升压。另外地，对于给定的需求，降压-升压转换器将需要比降压加升压转换器更大的无源部件以便运行。因此，图3的降压加升压拓扑具有比降压/升压拓扑更高的效率。然而，图3的电路持续地决定它是降压还是升压。在一些情况中，当所期望的输出电压近似于输入电压时，那么降压和升压部分都可以是可操作的。
[0094]控制器306可包括脉宽调制器，PWM,或数字脉宽调制器，DPWM，以与降压和升压转换器电路一起被使用。控制器306控制降压转换器和升压转换器并确定降压或升压操作是否要被执行。在一些环境中，降压和升压部分可被一起操作。就是说，独立于输出的电流和电压的选择来选择输入电压和电流。此外，输入或输出值的选择可在任何给定的时刻改变，这取决于DC功率源的操作。因此，在图3的实施方式中，转换器205被构成以使在任何给定的时间，输入电压和电流的所选值可依赖于输出需求被上变频或下变频。
[0095]在一种实现中，集成电路(IC)304可被使用，其合并转换器205的一些功能。IC304可选择地是能够抵挡出现在室外太阳能装置中的严酷的温度极值的单个ASIC。ASIC304可被设计用于多于25年的高平均无故障时间(MTBF)。然而，使用多个集成电路的离散的解决方案也可以类似的方式使用。在图3中所示的示例性的实施方式中，转换器305的降压加升压部分作为IC 304被实现。实际的考虑可导致系统的其它分割。例如，在发明的一个方面中，IC 304可包括两个1C，处理系统中的高电流和电压的一个模拟1C，以及包括控制逻辑的一个单一低压数字1C。模拟IC可使用功率FET来实现，其可选地可在离散的不见、FET驱动、A/D以及诸如此类中来实现。数字IC可形成控制器306。
[0096]在所示的示例性的电路205中，降压转换器包括输入电容器320，晶体管328和330，并联地放置于晶体管328的二极管322，以及感应器308。晶体管328、330每个具有寄生体二极管324、326。升压转换器包括感应器308 (该感应器与降压转换器共享)，晶体管348和350，并联地放置于晶体管350的二极管342，以及输出电容器340。晶体管348、350每个具有寄生体二极管344、346。
[0097]系统20包括转换器205，其被串联连接并从串203中运载电流。如果在串联连接的转换器205之一中故障导致在故障的转换器205中的开路，则电流中止通过转换器205的整个串203的流动，由此造成系统20停止运行。本发明的方面提供转换器电路205，其中电气部件具有与他们相关联的一个或更多旁路路径，一旦在转换器205的一个中电气部件出现故障则旁路路径会运载电流。例如，转换器的降压或升压部分的每个开关晶体管具有它自己的二极管旁路。同样地，在感应器308的故障时，电流通过寄生二极管344、346绕过故障的感应器308。
[0098]现在参照图4，其示出依照本发明的实施方式在孤岛效应状态期间用于保护的系统40。为简单起见，分布式功率源(例如，连接到各自的功率转换器405a-d的太阳能板201a-201d)的单个串423被示出。串联的串423通过电线412和410被输入到逆变器404。逆变器404的输出被连接到电网并供应电功率到电网。逆变器404 —般地包括监控和检测机构401，其监控电网的一个或更多参数，例如，电压和/或频率。如果一个或更多电网参数超出规格指示孤岛效应状态，监控和检测机构401 —般地使逆变器404被关闭或逆变器404从电网断开连接，以使输出功率不再通过逆变器404被供应到电网。同时，信号414被传输到开关机构403，该开关机构可被放置在输入电容器408之前的逆变器404的输入处。开关机构403可选择地与逆变器404封装或可与逆变器404集成并分开封装。在该例子中，信号414激活开关机构403以使当开关403被激活时，以使通过串联的串423和电线410、412流动的电流突然地变化。
[0099]现在还参照图4A，其更加详细地示出转换器405。转换器405具备电流感测机构407，该电流感测机构依据感测在通过串联的串423的电流中的变化发信号到控制器306以关闭并停止转换功率。一般地，电流感测机构407包括持续地馈送数据到控制器306的模拟/数字转换器。控制器306检测在电流中的关闭并相应地决定关闭转换器405。
[0100]现在还参照图4B和4C，其更加详细地图解地示出开关机构403。图4B示出以串联配置的开关机构403，其中开关403与串联的串423串联连接，以及图4C示出并联的配置，其中开关403与串联的串423并联连接。在串联的配置(图4B)中，开关403在逆变器404的正常操作期间闭合。当孤岛效应状态被检测到时，串联的开关403在逆变器404关闭的期间打开。电流感测机构407依据感测零电流发信号到控制器306，表明输出电流小于先前指定的最小值并且控制器306关闭在转换器405中的功率转换。在并联的配置(图4C)中，开关403在逆变器404的正常操作期间打开。当孤岛效应状态被检测到时，并联的开关403在逆变器404关闭的期间闭合。关于在最小负载处流经开关403的串联的串423的所有电流，电流增加到先前指定的最大电流以上。电流感测机构407依据感测电流最大值发信号到控制器306，表明输出电流在最大的先前指定的值以上并且控制器306关闭功率转换。在不同的实施方式中的开关机构403可被具体化为带有适合于本申请的电流和电压额定值的机械开关或固态开关。开关机构403优选地由功率电子学技术领域的技术人员来选择，以使在实践本发明的一些实施方式时，避免跨其打开的端部的电弧。
[0101]现在参照图4D，其示出根据本发明的实施方式的方法。在决定块450中，来自逆变器104、204的输出功率被持续地监控。如果停止输出功率，那么功率转换器405被关闭。
[0102]现在参照图5，其示出在孤岛效应状态期间用于保护的根据本发明的另外的实施方式的系统50。为简单起见，分布式功率源(例如，连接到各自的功率转换器505a-d的太阳能板201a-201d)的单个串523被示出。串联的串523通过电线412和410输入到逆变器504。逆变器504的输出被连接到电网并供应电功率到电网。逆变器504 —般地包括监控和检测机构401，其监控电网的一个或更多参数，例如，电压和/或频率。如果一个或更多的电网参数在规格之外表示孤岛效应状态，那么监控/检测机构401—般地关闭逆变器504或从电网断开连接，使得输出功率不再通过逆变器504被供应到电网。在正常操作期间，直线通信发射器503叠加保持激活信号在连接到串联的串523的直流(DC)输入线410和412上，该信号例如在I千赫到100兆赫之间。
[0103]现在还参照图5A，其更加详细地示出转换器505。保持激活信号不断地被直线通信接收器507监控和检测。仅当接收器507感测到保持激活信号时，接收器507提供使能信号到控制器306。当控制器306没有从接收器507接收到使能信号时，控制器306关闭转换器505的功率转换。
[0104]可选地，替代“保持激活”信号，一停止信号514被传输到接收器507，该停止信号在孤岛效应状态被检测到时，由监控和检测机构401首先生成。停止彳目号通过在串联的串523的电力线上叠加变化的(例如，1Khz到10Mhz)信号在直线通信上被传输。接收器507接收停止信号并使用例如单个禁用比特将该停止信号传送到控制器306。依据接收到的禁用信号控制器306停止转换功率到转换器505的输出。一般地，当转换器505被禁用时，它们进入到允许电流从其它转换器505通过的旁路模式。因此，停止信号可被继续直到所有功率停止通过所有的转换器505被供应到串523上。
[0105]应注意到的是，本领域技术人员将认识到，虽然在系统50中，转换器505被示出具有反馈回路221，正如在系统20的控制器205中的，但是对于串联的串的本发明的实施方式，如在使用开关机构403的系统40中和/或在使用直线通信的系统50中所示出的，可被应用于使用不带反馈回路221的转换器的其它分布式电力系统中并在其中找到益处，如应用到先前技术的系统10。类似地，传统逆变器104可替代逆变器504被使用，该传统的逆变器104可带有或者由逆变器生产商或者作为改进添加到逆变器104的通信发射器503。例如，图5B示出根据本发明的实施方式被应用为先前技术的系统(例如图1的系统)的改进的系统。在该例子中，检测机构401和开关机构403被安装在电网和传统逆变器104之间。当然，检测机构401和开关机构403可被合并到逆变器中，例如，对于原始安装，而不是改进。同样地，在此所描述的其它实现可替代检测机构401和开关机构403被使用。将监控和检测机构401和开关机构403或通信发射器503之一合并到系统10中的优势是在安装、维修、以及消防期间是有益的。
[0106]现在参照图6，其示出在孤岛效应状态期间用于保护的根据本发明的又一实施方式的系统60。为简单起见，分布式功率源(例如，连接到各自的功率转换器605a-d的太阳能板201a-201d)的单个串623被示出。串联的串623通过电线412和